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关键词:次高层建筑二次增压供水
随着城市建设的不断发展,相继出现了次高层建筑(9-12层)。我们知道,大楼启用最基本的条件就是要有供水系统。自来水厂通过城市输、配水管道供水,水压一般在2kg/cm2左右,夜间可达2.5-2.7kg/cm2,所以六、七层以下的住宅楼,通过设置屋顶水箱,夜间市政管网水压高时屋顶水箱进水,供四层以上住户正常用水是没有问题的。而目前城市用地越来紧,不得不建较高的楼房,除了建高层建筑以外,还要建次高层建筑。相比之下,次高层建筑(特别是住宅)施工周期短,容积率高,产生效益快,更得到广大房地产商的青睐。而且,由于次高层的物业管理费与高层建筑的物业管理费相比要低得多,所以,大多数购房者倾向于购置次高层建筑。而这类建筑的代水就涉及到二次增压供水的问题。当前研究和探讨这类问题,是十分必要的。
一、常见几种供水方式
一般二次增压采用以下几种供水方式:
1、水池-水泵(恒压变频或气压罐)-管网系统-用水点
此方式是集中供水。对于一、二层是商业群房,群房上建有多幢住宅的建筑,目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座,集中恒压变频供水,不设屋顶水箱,最不利用水点是顶层住宅。主水泵一般有三台,二开一备自动切换,付泵为一小流量泵,夜间用水量小时主泵自动切换到付泵,以维持系统压力基本不变(气压罐一般不用于生活用水)。
2、水池-水泵-高位水箱-用水点
此方式也是集中供水。单幢次高层和高层建筑的高压供水区较多采用该种方案。一般也需要设计有一座地下水池,通过两台水泵(一用一备)抽水送至高水箱,再由高位水箱向下供水至各用水点。
3、单元水箱-单元增压泵-单元高位水箱-各单位无水点
此方式已简化为单元总水表进水。单元水箱和单元增压泵实际上是一个整体,我们称之为单元增压器。九四年与上海海鹰机械厂合作研制开发了第一代的单元增压器,并用于我所管理的工程中。经过半年使用,又发现了需要改进的地方,并作了多次修改,现在使用的是第三代产品。
二、比较(经济和社会效益)
从现论上讲第一种方式恒压变频供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变,根据用水量大小进行变频供水,既节约电能,又保证水泵软启动(对电网电压冲击不大),延长了水泵寿命。各台水泵自动轮换使用,即最先投入使用的水泵最早退出运行,这样,各台水泵寿命均等,而且,一旦水泵出现故障,该系统能自动跳过故障泵运行。从造价上看较省,一般13万元左右一套,只需考虑水泵房的变频供水设备费、地下贮水池费,不需要屋顶水箱(约1500元/只),还可减少屋顶水箱的二次污染和保证顶层的供水压力(用热水器压力也没问题)。
但是,在实际使用中,却遇到了许多问题,给工作带来了麻烦,公司社会效益直接受到影响。我所承建的一个项目就采用了无屋顶水箱的集中变频供水方式,它的使用和日常管理所反映出的问题,就很有代表性。首先,由于是集中供水,进地下水池的总水表属自来水公司产权,他们只按此总水表所走的度数收取水费,表内管网的跑冒滴漏与他们无关。而一般管网跑冒滴漏总是难免的,即使没有,各单元的单元分表度数与地下水池的总水表也有误差,再到各分户水表度数相差更大,谁来承担这一差价,再加上水泵的电费(经测算约0.9度电/吨水)使得这里水价很高,住户无法承担,收交水电费成了很伤脑筋的事。从九四年至今,我开发公司一直在承着水泵电费和水费差价,这样无止尽地下去,不知到何时,这项费用是无法估算的。也无帐可出(因为这里没有实行物业管理)。而另一方面,通过四年多来的使用,我还发现,虽然该设备可以完全自动化,无需人天天管理,但它还有致命的弱点:水泵在自动切换时(卸载或加载时)水泵供水会出现短暂的低压,特别是电脑判断有故障需跳过故障泵运行时时间会更长。随着设备使用年限加长,设备房潮湿造成电脑元器件老化加快,水管路系统止回阀的失录,反映故障和处理故障的时间也延长,直接受害者就是顶层住户。一旦压力减低他们就无水,当跳过故障泵启动备用泵时压力又增大,所以顶层住户怨声不断。集中供水还有一最大的毛病就是,一旦供水系统有问题,无法供水,几百户人家都要遭殃。而且,由于水泵运行是由变频控制柜来完成的,如果变频控制柜出故障,一般的电工无法处理,需要厂家专业技术人员来解决,造成设备不能及时维修,供水无法保证。虽然设备房管理简单了,但住户用水缺乏保障,社会效益受到影响。
第二种方式是较成熟的水泵、水箱供水方式。水泵控制柜采用最简单的电器元器件,如出现故障,普通的电工就能维修,而且元器件的费用也低。再加上有高位水箱,不会造成一停电就停水,供水保障率高。但用在单幢次高层建筑同样也存在收交水电费难的问题。用在高层建筑,则可以由物业管理公司一并考虑解决。
第三种方式,是在吸取了以上两种供水方式的经验教训后产生的,虽然一次性投资较大,每个单元都要设增压器(约1万元/台),增加单元屋顶水箱(约1500元/只)增加进水总表安装费(约4000元/只),单元泵电表安装费(约4000元/只),还有各单元小水泵房土建费用等,总费用比上两种方式增加一、二十万元,但管理上解决了许多麻烦。首先,水电费各单元住户自己交,一旦水泵出故障,只影响该单元的十几户。房地产商一般宁愿一次性投入大一点,也不愿一背上个包袱,特别是与住户打交道。由于有屋顶水箱,高水位时停泵,低水位时启泵,这样,水泵也有了停息时间,既省电又不至于一停电就停泵无水供应,用水有了保障。社会效益明显好于前两种供水方式。但是,如果设备本身返修率大的话,也会给管理带来麻烦,必竟一个大泵房分成了许多小泵房。所以,选择品质优良、性能卓越的单元供水设备尤为重要。
三、单元增压器性能简介
从上面的介绍可知,单元增压器性能的优劣,直接关系到用户的使用和开发商的信誉。通过四年多的实际使用,我认为上海海鹰机械厂的第三代单元增压器质量很好,用电省,故障率低。而且,当市政管网压力高得足以使屋顶水箱夜间进水时,增压器的压力控制器会自动控制水泵停止工作,由旁通管直接供水。我所作的工程中采取了这种方式,运行效果很好。特别是近来市政管网的压力有了很大提高,夜间可达3.5kg/cm2左右,所以,实际使用中九层楼的住宅,水泵运行时间短、次数少,用电非常省,大约0.02元/吨水的电费。但是,我又发现了另外一个问题:当水压较高,水泵较长时间不运转时,会出现水泵卡死。对此,我已建议厂家在水泵控制柜中增加定时器,每天定时运转泵两分钟左右。对于该单元增压器,我认为还应不断改进,以满足不同用户的需要。
1.1设计概况
顶山供水管道工程的任务主要是为北疆供水工程顶山至三个泉区段各施工点提供生活和生产用水,供水系统施工期运行5年,后期作为绿化用水管道。顶山供水工程起点在顶山管理处,终点在三个泉管理处,供水管线总长约144km,沿线主要供水对象为顶山隧洞、小洼槽倒虹吸、戈壁明渠、三个泉倒虹吸施工区及管理站所等。管道设计流量384m3/h,最大日供水量可达9000m3/d。
顶山供水工程由水源地、供水管道、泵站和高位水池组成。根据水源的分布情况,供水系统选用一连水库及总干渠作为取水泵站(一级泵站)的水源。结合北疆供水工程的渠道布置以及伴行公路的布置,供水管线主要沿伴行公路右侧布置,距离渠道100~150m,以利于施工、管理、运行。管道与渠道、道路布置关系。
系统组成如下:根据沿线的地形特点,在水源地590m高程设一级扬水泵站,通过7.5km管道扬水至顶山高位水池,高程685m,此处设1600m3调节水池,对供水系统的水量进行调节,增加供水系统的灵活性,并利用重力自流输水至126管理所;高位水池至126所长114.5km,最大地形高差143m,呈两头高中间洼的地形特点,管道采用DN400~DN350玻璃钢管道;在126管理所设1000m3调节水池及二级扬水泵站,通过14.5km管道扬水至三个泉管理处,管道采用DN350玻璃钢管道,管道末端设2000m3调节水池及10000m3储备水池。供水管线每隔5km设一处分水点,以满足沿线建设单位用水。
1.2地质、水文、气象
论文关键词:供水管网,地理信息系统,图形数据管理
1.前言
GIS(Geographic Information System,地理信息系统)是以地理空间数据库为基础,将计算机技术和空间地理分布数据相结合,通过系统建立、空间操作与模型分析,为地球科学、环境科学和工程设计、企业管理等方面的规划、管理和决策提供有用的信息,目前GIS已广泛应用于土地、电力、交通、资源等领域[1]。
由于城市发展十分迅速,供水管网的变更速度不断加快,大量的管网资料急需处理水利论文,传统的人工统计、分析和纸介质的存储方式已远远不能满足城市供水管网的现代化需要,因此GIS已经成为了供水行业必不可少的重要管理工具[2]。
2.系统建设
2.1.开发平台选择
GIS开发平台的选择对系统日后的建设、维护和扩展都起着十分重要的作用[3]。我们在选择GIS开发平台时主要从以下几个方面考虑:
(1)技术性能。GIS开发平台技术先进性决定了地理信息系统建立起来后能否满足现在和往后的功能需求。在搭建GIS框架时除了要考虑当前的使用需求外,还应适当考虑到日后对系统升级的需要。
(2)价格成本。任何软件系统的建设都离不开资金的投入,GIS系统的开发建设也需要相当大的资金投入。在选择GIS平台时价格成本是必须考虑的因素,主要包括购买GIS平台的费用、二次开发费用、系统维护费用和系统升级费用等。
(3)二次开发难易程度。二次开发主要是发生在GIS系统建设初期,但要使GIS系统具有更强的生命力和实用性,需根据实际情况对GIS功能不断完善。我们在选择GIS平台时,应选择开放式的、容易二次开发与维护的GIS平台论文格式范文。
(4)平台操作的难易性。平台操作的难易性主要影响到GIS系统的维护和操作,要尽量选择容易操作维护的GIS平台。
(5)开发商开发经验。为保证开发的速度与质量,应优先考虑选择开发实力较强、具有GIS开发经验的开发商。在选择好开发平台后,开发商可根据客户的需求进行功能开发。
(6)维护服务。主要包括GIS平台供应商和系统开发商对GIS运行后的维护服务。
(7)GIS的发展趋势。选择符合GIS发展趋势的开发平台,有利于日后的系统升级和二次开发,这是影响GIS系统生命力的重要因素。
深圳水务集团于2004年基于ArcGIS平台建立了管网信息管理系统,在此之前,为了全面了解各平台的使用和开况,对国内外各大型GIS平台进行调研。主要调研的平台有:武汉中地公司的MapGIS、北京超图公司的SuperMap、美国ESRI公司的ArcGIS水利论文,这三个平台是目前国内外比较流行和应用广泛的适合于城市供排水GIS信息系统开发建设的平台。通过多次与各平台供应商、二次开发商技术交流,在相同的环境条件下对各平台进行测试,从技术性能、平台费用、响应速度、稳定性、易用性等方面综合考虑后,深圳水务集团最终选择了功能强大、性价比较高的ArcGIS平台。
2.2.系统开发过程
在选择好GIS开发平台后就要展开系统开发工作,主要包括:制定计划、选择系统开发商、需求调研分析、开发过程的控制、功能测试及。
(1)制定计划。在系统开发之前,应首先制定项目开发计划。主要包括:确定系统开发的总目标;设计功能、性能、可靠性以及接口等方面的要求;完成系统开发任务的可行性研究;估计可利用的的资源(硬件、软件和人力等)、成本、效益、开发进度;制定出完成开发任务的实施计划。
(2)选择系统开发商。系统开发商的好坏直接影响到系统开发的成功与否,故在选择系统开发商中需要考虑多方面的因素。如开发商的规模、实力、口碑、开发经验、公司所在地等都需要考虑。
(3)需求调研分析。需求调研分析是在开始编写程序前的重要准备工作,开发人员只有在充分了解需求后才能编写出符合使用方功能要求的系统,才能保证系统开发的效率。开发人员要与使用方充分沟通,了解和讨论系统的具体功能需求、实现方式等,最终确定具体需求和实现方式。
(4)开发过程的控制。为保证能在计划时间内开发出优秀系统,在开发过程中,使用方需要对软件功能开发、开发进度等进行有效的控制和管理论文格式范文。
(5)功能测试及。为保证系统上线后稳定运行,在系统开发过程中和开发完成后,开发人员和使用方都需要对每一项功能进行仔细全面的测试。在确定系统功能符合实际运行要求后才能投入正式运行。
深圳水务集团在供水GIS系统建设前期对各开发商作了充分的调研,在系统需求调研分析上充分考虑了用户的需求水利论文,并吸收旧版供水GIS系统的功能特点,取长补短,为新系统的建设打下了良好的基础。在开发过程中,采取开发人员常驻使用方的方式,这种方式有利于开发人员与使用方及时沟通,能对发现的问题进行及时有效的处理,也有利于有效控制、掌握系统开发的进度。
2.3.系统二次开发及后期修改调整
系统的二次开发和功能调整是在系统正式运行一段时间后,充分了解该系统的功能和存在的问题、不足,在充分了解各方面需求后,对系统的升级和功能优化。
为了让GIS系统能适应业务发展,就需要对系统进行升级,进行二次开发和各种修改调整。所以在系统开发初期就应保留对系统功能进行二次开发及修改调整的余地。
深圳水务集团在供水GIS正式投入运行过程中大大小小做了数十次修改及调整,并充分结合实际需求对系统进行了二次开发与功能维护,应用效果良好。
3.管理维护
3.1.硬件和网络管理
服务器是GIS系统的硬件核心,所有GIS数据都储存在服务器中,应保证服务器时刻处于安全、高效的状态。除了保证服务器外部环境的要求外水利论文,也应注意服务器的病毒防护等工作。GIS的数据交换离不开网络,要让GIS系统安全高效的运行就要建立完善网络系统。
深圳水务集团的服务器管理采取集中管理模式,既能保证服务器的安全,也能让服务器在一个适合的环境中运行。
3.2.软件管理
软件管理主要是针对系统在运行过程中发现的问题进行修改调整。每次版本更新时,需记录每个版本更新的信息,并对上一版本进行保存备份。
深圳水务集团设立了专门的人员对GIS系统进行管理,管理人员将各操作人员发现的问题集中反馈给开发人员,经开发人员修改和双方测试后的新版本系统通过内部网络,用户通过系统登录自动更新。管理人员对上一版本系统进行备份保存。
3.3.系统管理
(1)权限分层管理
为有效管理系统,保证系统数据的安全性与有效性,必须对系统使用者进行权限分配。如:浏览权限人员只能浏览系统,而不能对系统数据信息进行编辑修改,而编辑权限人员则可通过系统修改数据。
深圳水务集团在供水管网GIS系统中的权限分配主要有两种方式:
用户权限组设定,不同权限组中的操作人员有不同的权限,相同权限组中的操作人员有相同的操作权限。
自定义权限,可对相同权限组中的特殊人员进行特殊权限分配。
(2)系统操作培训
系统在开始运行初期应对系统操作人员进行全面水利论文,并有针对性的操作培训,在系统功能调整后也需要针对调整进行再次培训。
深圳水务集团在GIS系统运行初期对不同部门的操作人员进行了有针对性的培训,分为基础操作培训、管网操作培训和水表操作培训。
(3)制定管理制度
为了保证数据及时、准确地录入GIS中,能真正在生产、运营、管理中发挥作用,就必须要制定完善的管理制度,保证GIS系统应用到各类业务上论文格式范文。
深圳水务集团在供水GIS系统建设完成后,从集团公司层面和分公司层面分别制定了GIS系统相关制度,并将相关业务与GIS紧密联系到一起。如:停水方案的制定必须通过GIS系统出方案、管网工程竣工验收必须先将管网资料录入到GIS系统中等。
(4)系统安全性设置
为了保证GIS系统数据的安全、有效,除了要在权限上作设定外,也应在系统程序上下工夫。深圳水务集团在供水GIS系统建立时,对系统安全性予以了充分的考虑。
每一个设施的属性信息中都有“创建人”、“创建时间”、“最后修改人”、“最后修改时间”等信息。这类信息能让系统管理员方便对数据进行管理、跟踪。
采用大量提示信息,如删除提示、信息不全提示等等。
在数据库中安装触发器,在数据库关键数据中嵌入数据触发器,记录数据变化的情况。
退出系统保存提示。
(5)数据维护
GIS系统常采用的数据维护形式有集中式管理和分散式管理。深圳水务集团采用的数据维护方式为分散结合部分集中的管理方式。对于一般管网数据的维护更新,由分公司各片区分别录入;部分重要数据由集团负责更新编辑,这种方式能有效地保证管网数据更及时的更新到GIS系统中水利论文,同时也能使GIS应用更广泛,使GIS系统应用面最大化。
4.结语
随着城市化的快速发展,面对日益复杂的供水管网、业务及海量的数据,各地水司都已应用或开始着手建设GIS系统。为能充分发挥GIS系统的作用,除了在GIS系统建设过程中对平台选择、系统开发过程严格控制外,更应多注意GIS系统的维护、管理及应用工作,同时应建立一个完善的数据更新机制,及时将第一手原始资料录入到GIS系统中,为管网运行、维护提供实实在在的信息支撑,从而实现供水管网标准化、规范化的动态管理。
参考文献:
[1]田一梅,赵新华,黎荣.GIS技术在供水系统中的应用与发展[J].中国给水排水,2000,16(9):21-23
[2]王强,谈GIS 在城市供水管网信息资源管理中的应用[J].山西建筑,2008,34(29):361-362
[3]HaIlda,DhaWaIl,Suri.Networkanalysis for geographical information system[A].Seventh IASTED International Conference onComputer Graphics and Imaging.2004:182-186.